6.1 CGI
HTTP协议早期设计是一个通信应答协议，服务器不记录任何状态。
简单来说如下： 客户端请求服务器上的abc.html，服务器给客户端返回abc.html，完事儿结束。
想象一下客户端如果持续请求abc.html 100次，那么服务器傻傻的提供100次，因为服务器根本不记录任何状态，所以你要了，我就给就是。
这样设计的好处是足够简单，但是显然不是那么合理。
但是WWW发展，需要HTTP协议有更加强大的功能，更多需要和服务器的交互。
打个比方，登录淘宝时，每个用户进入相同的页面，但是输入了不同的用户名和密码，然后提交到服务器。
提交到服务器之后，服务器需要对用户名和密码进行验证。这种提交，显然请求的不能是简单的请求一个文件资源，而应该是调用服务器的某个方法，某个函数。
这个功能可以通过CGI来实现。 CGI是一个可执行程序，它能响应用户的请求，这个可执行程序可以使用任何语言来编写。
6.1 .CGI
通用网关接口（Common Gateway Interface/CGI）描述了客户端和服务器程序之间传输数据的一种标准，可以让一个客户端，从网页浏览器向执行在网络服务器上的程序请求数据。CGI 独立于任何语言的，CGI 程序可以用任何脚本语言或者是完全独立编程语言实现，只要这个语言可以在这个系统上运行。Unix shell script, Python, Ruby, PHP, perl, Tcl, C/C++, 和 Visual Basic 都可以用来编写 CGI 程序。
最初，CGI 是在 1993 年由美国国家超级电脑应用中心（NCSA）为 NCSA HTTPd Web 服务器开发的。这个 Web 服务器使用了 UNIX shell 环境变量 来保存从 Web 服务器传递出去的参数，然后生成一个运行 CGI 的独立的进程。cgi的处理流程如下图所示：
step1. web 服务器收到客户端（浏览器）的请求Http Request，启动CGI程序，并通过环境变量、标准输入传递数据
step2. cgi进程启动解析器、加载配置（如业务相关配置）、连接其它服务器（如数据库服务器）、逻辑处理等
step3. cgi程将处理结果通过标准输出、标准错误，传递给web 服务器
step4. web 服务器收到cgi返回的结果，构建Http Response返回给客户端，并杀死cgi进程
web服务器与cgi通过环境变量、标准输入、标准输出、标准错误互相传递数据。
在遇到用户连接请求：
1 先要创建cgi子进程，然后cgi子进程处理请求。处理完事退出这个子进程：fork-and-execute
2 cgi方式是客户端有多少个请求，就开辟多少个子进程，每个子进程都需要启动自己的解释器，加载配置，连接其他服务器等初始化工作，这是cgi进程性能低下的主要原因。当用户请求非常多的时候，会大量的占用内存、cpu等资源。造成性能低下。
环境变量
GET请求，它将数据打包放置在环境变量QUERY_STRING中，CGI从环境变量QUERY_STRING中获取数据。常见的环境变量如下表所示：
| 环境变数 | 内容 |
|---|---|
| AUTH_TYPE | 存取认证类型。 |
| CONTENT_LENGTH | 由标准输入传递给CGI程序的数据长度，以bytes或字元数来计算。 |
| CONTENT_TYPE | 请求的MIME类型 |
| GATEWAY_INTERFACE | 服务器的CGI版本编号。 |
| HTTP_ACCEPT | 浏览器能直接接收的Content-types, 可以有HTTP Accept header定义. |
| HTTP_USER_AGENT | 递交表单的浏览器的名称、版本 和其他平台性的附加信息。 |
| HTTP_REFERER | 递交表单的文本的 URL，不是所有的浏览器都发出这个信息，不要依赖它 |
| PATH_INFO | 传递给cgi程式的路径信息 |
| QUERY_STRING | 传递给CGI程式的请求参数，也就是用"?"隔开，添加在URL后面的字串。 |
| REMOTE_ADDR | client端的host名称 |
| REMOTE_HOST | client端的IP位址。 |
| REMOTE_USER | client端送出来的使用者名称。 |
| REMOTE_METHOD | client端发出请求的方法（如get、post）。 |
| SCRIPT_NAME | CGI程式所在的虚拟路径，如/cgi-bin/echo。 |
| SERVER_NAME | server的host名称或IP地址。 |
| SERVER_PORT | 收到request的server端口。 |
| SERVER_PROTOCOL | 所使用的通讯协定和版本编号。 |
| SERVER_SOFTWARE | server程序的名称和版本。 |
标准输入
环境变量的大小是有一定的限制的，当需要传送的数据量大时，储存环境变量的空间可能会不足，造成数据接收不完全，甚至无法执行CGI程序。因此后来又发展出另外一种方法：POST，也就是利用I/O重新导向的技巧，让CGI程序可以由STDIN和STDOUT直接跟浏览器沟通。
当我们指定用这种方法传递请求的数据时，web 服务器收到数据后会先放在一块输入缓冲区中，并且将数据的大小记录在CONTENT_LENGTH这个环境变数，然后调用CGI程式并将CGI程序的STDIN指向这块缓冲区，于是我们就可以很顺利的通过STDIN和环境变数CONTENT_LENGTH得到所有的资料，再没有资料大小的限制了。
总结：CGI使外部程序与Web服务器之间交互成为可能。CGI程式运行在独立的进程中，并对每个Web请求建立一个进程，这种方法非常容易实现，但效率很差，难以扩展。面对大量请求，进程的大量建立和消亡使操作系统性能大大下降。此外，由于地址空间无法共享，也限制了资源重用。